Fiche technique de la LED SMD bicolore LTST-C235TBKFWT - Dimensions du boîtier - Bleu/Orange - 3,3V/2,0V - 76mW/75mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C235TBKFWT est une LED à montage en surface (SMD) bicolore conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant des solutions d'indicateur compactes, fiables et lumineuses. Il intègre deux puces semi-conductrices distinctes dans un seul boîtier standard EIA : une puce InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) pour l'émission bleue et une puce AlInGaP (Phosphures d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour l'émission orange. Cette configuration permet une signalisation polyvalente et une indication d'état en utilisant une seule empreinte de composant.

Le produit est classé comme produit vert, conforme aux normes ROHS (Restriction des Substances Dangereuses), ce qui le rend adapté aux marchés soumis à des réglementations environnementales strictes. Il est conditionné en bande de 8 mm sur des bobines de 7 pouces de diamètre, facilitant les processus d'assemblage automatisés pick-and-place à haute vitesse courants dans la fabrication électronique en volume.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

• Source bicolore :Combine l'émission de lumière bleue (InGaN) et orange (AlInGaP) à partir de puces séparées.
• Haute luminosité :Utilise une technologie de puce ultra-lumineuse pour une forte intensité lumineuse.
• Compatibilité de fabrication :Entièrement compatible avec les équipements de placement automatique et les processus standard de soudage par refusion infrarouge (IR).
• Compatibilité avec les circuits intégrés :Peut être pilotée directement par la plupart des sorties de niveau logique.
• Conditionnement standardisé :Le boîtier standard EIA assure une large compatibilité avec les conceptions et lignes d'assemblage de l'industrie.

2. Analyse des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation objective et détaillée des principaux paramètres électriques et optiques spécifiés pour la LED LTST-C235TBKFWT. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (Pd) :Bleu : 76 mW, Orange : 75 mW. C'est la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur en fonctionnement continu.
• Courant direct de crête (I_FP) :Bleu : 100 mA, Orange : 80 mA. C'est le courant instantané maximal autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Le dépasser peut entraîner une défaillance catastrophique.
• Courant direct continu (I_F) :Bleu : 20 mA, Orange : 30 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Plages de température :Fonctionnement : -20°C à +80°C ; Stockage : -30°C à +100°C.
• Condition de soudage :Résiste au soudage par refusion infrarouge à une température de crête de 260°C pendant 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques dans les conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse (I_V) :Mesurée en millicandelas (mcd) à I_F= 20 mA. Bleu : Min. 18,0, Typ. 45,0, Max. 280,0. Orange : Min. 28,0, Valeur typ. non indiquée, Max. non applicable d'après le tableau. Cela indique la luminosité perçue de la LED par l'œil humain.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Typiquement 130 degrés pour les deux couleurs. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur sur l'axe, définissant la largeur du faisceau.
• Longueur d'onde de crête (λ_P) :Bleu : 468 nm (Typ.), Orange : 611 nm (Typ.). C'est la longueur d'onde à laquelle la sortie spectrale est la plus forte.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Bleu : 470 nm (Typ.), Orange : 605 nm (Typ.). C'est la longueur d'onde unique qui représente le mieux la couleur perçue de la LED, dérivée du diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Bleu : 25 nm (Typ.), Orange : 17 nm (Typ.). Cela mesure la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière émise.
• Tension directe (V_F) :À I_F= 20 mA. Bleu : Typ. 3,30V, Max. 3,80V. Orange : Typ. 2,00V, Max. 2,40V. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement.
• Courant inverse (I_R) :Max. 10 μA pour les deux à V_R= 5V. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre sert uniquement à caractériser la fuite.

3. Explication du système de classement (binning)

L'intensité lumineuse des LED peut varier d'un lot à l'autre. Un système de classement (binning) est utilisé pour trier les LED en groupes (bins) en fonction de leurs performances mesurées, garantissant ainsi une cohérence pour l'utilisateur final.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Le LTST-C235TBKFWT utilise des codes alphabétiques pour désigner les plages d'intensité. La tolérance au sein de chaque bin est de +/-15%.

Bins pour la puce bleue :

- M : 18,0 - 28,0 mcd

- N : 28,0 - 45,0 mcd

- P : 45,0 - 71,0 mcd

- Q : 71,0 - 112,0 mcd

- R : 112,0 - 180,0 mcd

Bins pour la puce orange :

- N : 28,0 - 45,0 mcd

- P : 45,0 - 71,0 mcd

- Q : 71,0 - 112,0 mcd

- R : 112,0 - 180,0 mcd

- S : 180,0 - 280,0 mcd

Ce système permet aux concepteurs de sélectionner un grade de luminosité adapté aux exigences de leur application, que ce soit pour une visibilité en lumière ambiante élevée ou pour une indication à faible puissance.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des graphiques spécifiques soient référencés dans la fiche technique (ex. Fig.1, Fig.5), les courbes de performance typiques pour ce type de LED fournissent des informations critiques pour la conception.

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

La relation I-V est exponentielle. Pour la puce bleue (InGaN, V_F~3,3V), la courbe aura un coude plus prononcé par rapport à la puce orange (AlInGaP, V_F~2,0V). Cela nécessite des valeurs de résistance de limitation de courant différentes lorsqu'on les pilote à partir de la même source de tension pour atteindre le même courant cible (ex. 20mA).

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement recommandée. Cependant, le rendement (lumière produite par unité d'énergie électrique) diminue généralement à des courants très élevés en raison de l'augmentation de la production de chaleur. Fonctionner à ou en dessous du courant direct continu recommandé assure un rendement et une longévité optimaux.

4.3 Dépendance à la température

La performance des LED est sensible à la température. Lorsque la température de jonction augmente :

- L'intensité lumineuse diminue généralement.

- La tension directe diminue généralement légèrement pour un courant donné.

- La longueur d'onde dominante peut se décaler (généralement vers des longueurs d'onde plus longues).

Une gestion thermique appropriée dans la conception du PCB est cruciale pour maintenir des performances optiques cohérentes sur toute la plage de température de fonctionnement.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le composant est conforme à une empreinte standard EIA pour LED SMD. Les dimensions spécifiques sont fournies dans les dessins de la fiche technique. L'assignation des broches est critique pour un fonctionnement correct :

- Broches 1 et 2 : Anode et Cathode pour lapuceInGaN bleue.

- Broches 3 et 4 : Anode et Cathode pour lapuceAlInGaP orange.

Consulter le dessin du boîtier est essentiel pour identifier la polarité anode/cathode de chaque couleur afin d'éviter une connexion incorrecte lors de la conception du PCB.

5.2 Conception recommandée des pastilles de soudure

La fiche technique inclut des dimensions suggérées pour les pastilles de soudure. Suivre ces recommandations assure une soudure fiable, un bon alignement pendant la refusion et aide à la dissipation de la chaleur du boîtier de la LED. S'écarter significativement de ces dispositions de pastilles peut entraîner un effet "tombstoning" (composant qui se dresse), des joints de soudure de mauvaise qualité ou une performance thermique réduite.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

La fiche technique fournit un profil de refusion IR suggéré pour les processus de soudure sans plomb. Les paramètres clés incluent :

- Préchauffage :150-200°C pour chauffer progressivement la carte et activer le flux.

- Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes pour éviter un choc thermique.

- Température de crête :Maximum 260°C.

- Temps au-dessus du liquidus :Le profil à la page 3 montre la zone critique de refusion ; le composant doit être exposé à des températures suffisantes pour la fusion de la soudure (typiquement 217°C+ pour SnAgCu) pendant un temps approprié (ex. 60-90 secondes).

- Taux de refroidissement :Un refroidissement contrôlé est recommandé pour minimiser les contraintes sur les joints de soudure.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire :

- Utilisez un fer à souder à température contrôlée réglé au maximum à 300°C.

- Limitez le temps de soudage à un maximum de 3 secondes par joint.

- Appliquez la chaleur sur la pastille du PCB, et non directement sur le corps de la LED, pour éviter les dommages thermiques à la lentille en plastique et à la puce semi-conductrice.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis :

- Utilisez uniquement les agents de nettoyage spécifiés. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager la lentille en époxy de la LED, provoquant un ternissement ou des fissures.

- Les solvants recommandés sont l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique à température ambiante normale.

- Le temps d'immersion doit être inférieur à une minute pour éviter l'infiltration de solvant.

6.4 Stockage et manipulation

• Précautions ESD :Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Utilisez des bracelets antistatiques, des tapis antistatiques et un équipement correctement mis à la terre pendant la manipulation.
• Sensibilité à l'humidité :En tant que boîtier plastique pour montage en surface, il est sensible à l'humidité. Si le sachet barrière d'humidité scellé d'origine est ouvert, les composants doivent être utilisés dans la semaine ou être "baked" (ex. à 60°C pendant 20 heures) avant la refusion pour éliminer l'humidité absorbée et éviter les dommages de type "popcorning" pendant le soudage.
• Stockage à long terme :Pour les emballages ouverts, stocker à ≤30°C et ≤60% d'humidité relative. Pour un stockage prolongé, utiliser un conteneur scellé avec un dessiccant.

7. Conditionnement et commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le conditionnement standard est une bande porteuse en relief de 8 mm sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre.

- Quantité par bobine :3000 pièces.

- Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.

- Bande de couverture :Les emplacements vides sont scellés avec une bande de couverture supérieure.

- Composants manquants :Un maximum de deux LED manquantes consécutives est autorisé selon la norme de conditionnement (ANSI/EIA 481-1-A-1994).

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Indicateurs d'état :La capacité bicolore permet plusieurs états (ex. bleu pour "marche/veille", orange pour "défaut/charge", les deux pour un troisième état).
• Électronique grand public :Boutons d'alimentation, état de connectivité (Wi-Fi/Bluetooth), indicateurs de niveau de batterie sur ordinateurs portables, routeurs et périphériques.
• Panneaux de contrôle industriel :État des machines, indication du mode opératoire.
• Éclairage intérieur automobile :Éclairage d'ambiance ou indicateur de faible puissance, bien qu'une qualification spécifique de grade automobile serait requise.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance en série pour chaque puce LED pour fixer le courant direct. Calculez la valeur de la résistance comme R = (V_source- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale de la fiche technique pour une conception conservatrice qui garantit que I_Fn'est pas dépassée même avec les variations des composants.
• Circuit de pilotage :Les LED sont compatibles avec les broches GPIO des microcontrôleurs. Assurez-vous que la GPIO peut absorber/fournir le courant requis (20-30mA). Pour des courants plus élevés ou pour multiplexer de nombreuses LED, utilisez des transistors de commande ou des circuits intégrés dédiés au pilotage de LED.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurez-vous que la conception du PCB fournit une surface de cuivre adéquate autour des pastilles de soudure pour servir de dissipateur thermique, surtout en fonctionnement à haute température ambiante ou au courant maximal.
• Conception optique :L'angle de vision de 130 degrés fournit un motif de lumière large et diffus, adapté à une vision directe. Pour les applications de guidage de lumière (light-piping), le grand angle aide à coupler efficacement la lumière dans le guide.

9. Comparaison et différenciation technique

Le LTST-C235TBKFWT offre des avantages spécifiques dans sa catégorie :

• Double puce vs. Puce unique :Comparé à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, ce composant économise de l'espace sur le PCB, réduit le nombre de composants et simplifie l'assemblage.
• Technologie de puce :L'utilisation d'InGaN pour le bleu et d'AlInGaP pour l'orange représente des technologies semi-conductrices matures et efficaces pour leurs couleurs respectives, offrant une bonne luminosité et fiabilité.
• Standardisation du boîtier :Le boîtier standard EIA assure une compatibilité immédiate avec une vaste gamme d'empreintes PCB et de bibliothèques de conception existantes, réduisant le risque de conception.
• Compatibilité des processus :Une compatibilité totale avec la refusion IR et le placement automatisé en fait un choix idéal pour la fabrication en volume et sensible aux coûts.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Puis-je piloter simultanément les LED bleue et orange à leur courant continu maximal ?

R1 : Oui, mais vous devez considérer la dissipation de puissance totale. Un fonctionnement simultané à 20mA (Bleu) et 30mA (Orange) entraîne une dissipation de puissance d'environ (3,3V*0,02A) + (2,0V*0,03A) = 0,126W. C'est en dessous des maximums individuels, mais il faut vérifier que la charge thermique combinée ne dépasse pas la capacité du boîtier à dissiper la chaleur dans votre conception spécifique.

Q2 : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

R2 : La longueur d'onde de crête (λ_P) est la longueur d'onde physique du point d'intensité le plus élevé dans le spectre d'émission. La longueur d'onde dominante (λ_d) est une valeur calculée basée sur la perception des couleurs humaine (diagramme CIE) qui définit la "couleur" que nous voyons. Pour les LED monochromatiques, elles sont souvent proches. Pour les LED avec des spectres plus larges, elles peuvent différer.

Q3 : Comment interpréter le code de bin lors de la commande ?

R3 : Le code de bin (ex. "P" pour bleu, "Q" pour orange) spécifie la plage d'intensité lumineuse minimale et maximale garantie pour ce lot. Vous devez spécifier le(s) bin(s) souhaité(s) lors de la commande pour assurer une cohérence de luminosité sur toute votre production. Si non spécifié, vous pouvez recevoir des composants de n'importe quel bin disponible dans la plage globale du produit.

Q4 : Cette LED est-elle adaptée à une utilisation en extérieur ?

R4 : La plage de température de fonctionnement (-20°C à +80°C) couvre de nombreuses conditions extérieures. Cependant, une exposition extérieure à long terme nécessite de prendre en compte des facteurs supplémentaires non couverts par cette fiche technique : la résistance aux UV de la lentille (pour éviter le jaunissement), la résistance aux cycles thermiques et la protection contre l'infiltration d'humidité. Pour les applications extérieures critiques, consultez le fabricant pour des données de fiabilité étendues ou envisagez des produits spécifiquement qualifiés pour une utilisation en extérieur.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un bouton d'alimentation à double état pour un commutateur réseau

Un concepteur a besoin d'une LED pour indiquer à la fois l'état d'alimentation (Marche/Arrêt) et l'activité réseau (Active/Inactive) sur un seul bouton.

Mise en œuvre :

1. Le LTST-C235TBKFWT est placé derrière un capuchon de bouton translucide.

2. Le microcontrôleur pilote les LED :

- Orange fixe :L'alimentation est ON, l'appareil démarre/est inactif.

- Bleu fixe :L'alimentation est ON, l'appareil est pleinement opérationnel et inactif.

- Bleu clignotant :L'alimentation est ON, une activité réseau est détectée.

- Éteint :L'alimentation est OFF.

3. Les résistances de limitation de courant sont calculées séparément pour chaque couleur. Pour une alimentation MCU de 3,3V : R_Bleu= (3,3V - 3,3V) / 0,02A = 0Ω (théorique). En pratique, une petite résistance (ex. 10Ω) est utilisée pour limiter le courant d'appel et tenir compte de la chute de tension de la broche MCU. R_Orange= (3,3V - 2,0V) / 0,02A = 65Ω (une valeur standard de 68Ω est utilisée).

4. Le large angle de vision de 130 degrés assure un éclairage uniforme du bouton sous différents angles de vue.

Résultat :Une interface utilisateur propre et compacte avec un retour d'état clair et multi-états en utilisant une seule empreinte de composant, simplifiant la conception du PCB et l'assemblage.

12. Introduction au principe technologique

Principe d'émission de lumière :Les LED sont des diodes semi-conductrices. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons traversent la jonction p-n et se recombinent avec les trous dans la région active. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé.

Science des matériaux :

- InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) :Ce système de matériaux permet d'ajuster la bande interdite pour produire de la lumière de l'ultraviolet au vert et au bleu. La puce bleue de cette LED utilise cette technologie.

- AlInGaP (Phosphures d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) :Ce système de matériaux est utilisé pour les LED haute luminosité dans le spectre jaune, orange et rouge. La puce orange de cette LED utilise cette technologie.

La combinaison de ces deux technologies de matériaux matures dans un seul boîtier fournit une solution fiable pour les applications bicolores.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

Le domaine des LED SMD continue d'évoluer. Les tendances générales pertinentes pour des composants comme le LTST-C235TBKFWT incluent :

• Rendement accru (lm/W) :Des améliorations continues dans la croissance épitaxiale et la conception des puces conduisent à une efficacité lumineuse plus élevée, signifiant plus de lumière pour la même puissance électrique d'entrée.
• Miniaturisation :Bien que ce produit utilise un boîtier standard, l'industrie pousse vers des empreintes plus petites (ex. 0402, 0201) pour les applications à espace restreint comme les appareils mobiles.
• Amélioration de la cohérence des couleurs :Des tolérances de binning plus strictes et des avancées dans le contrôle de fabrication produisent des LED avec une chromaticité et une luminosité plus cohérentes d'un lot à l'autre.
• Fiabilité et durée de vie accrues :Des améliorations dans les matériaux de boîtier (époxy, porteurs de puce) et les structures de puce visent à prolonger la durée de vie opérationnelle et à améliorer les performances dans des conditions de haute température et haute humidité.
• Intégration :Au-delà du bicolore, il y a une tendance à intégrer plus de fonctions, comme des LED RVB (Rouge, Vert, Bleu) dans un seul boîtier, ou même à combiner des LED avec des circuits intégrés de contrôle (comme des pilotes ou des séquenceurs) dans des modules plus complexes.

Le LTST-C235TBKFWT représente une solution bien établie et fiable dans ce paysage en évolution, offrant un équilibre entre performance, coût et fabricabilité pour les applications principales d'indicateurs bicolores.